环境压力对飞机舱内典型乘客衣物燃烧特性的影响

为了更好地进行民用飞机飞行中火灾早期探测和防治,选取典型乘客衣物作为实验试样,在四川广汉（96 kPa）和康定机场（61 kPa）进行燃烧对比实验。测量试样的质量损失、火焰形态、烟密度及烟气成分并计算其变化率,以研究不同环境压力对典型乘客衣物燃烧特性的影响。结果表明：61 kPa下衣物试样的质量损失比等于96 kPa;火焰高度随着压力的减小而增大,蓝色火焰在61 kPa下占火焰高度的比例大于96 kPa;61kpa下的烟气密度变化率要先于96 kPa达到峰值,但其在整个过程中的变化趋势基本相同。61 kPa下乘客衣物燃烧产生CO和CO2的变化趋势与96 kPa下相比有明显的差异。研究发现,压力对衣物材料在不同场景下的燃烧具有显著的影响。     

低压环境下航空电缆点燃性能及烟气特性

分别在海拔4290 m的高高原航空安全实验室与海拔470 m的民机火灾科学与安全工程重点实验室开展了FXL型航空电缆低压与常压条件下的燃烧实验.测量电缆的燃点、点燃时间、烟密度、CO、CO2、O2和氧指数及质量损失速率的变化规律,分析了低压环境对FXL电缆护套层和绝缘层燃烧特性的影响.实验结果显示,低压下的点燃温度和时间均大于常压,其次,低压环境导致电缆不完全燃烧且化学反应不充分所以烟密度小,而且航空电缆材料的发烟量比较大,因此飞机舱内发生电缆火灾,需在60 s左右及时扑灭;再者,低压环境中燃烧的质量损失速率更小,而且受氧浓度的影响力更小;此外,低压下燃烧时间更短,而且氧浓度更低.研究结果揭示了低压环境下飞机电缆燃烧特性,可为预防飞机电缆火灾、增强航空电缆安全性能提供参考.     

低压环境下玻璃纤维/酚醛树脂燃烧特性

火灾事故严重威胁飞机的安全运行。航空运输环境为低压环境，低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。民用运输飞机的壁板材料均为复合材料，美国联邦航空管理局和中国民航局均要求实验验证其防火特性。该文选取空客某型飞机夹芯结构壁板材料(A壁板)和层压型壁板材料(B壁板)作为研究对象。A壁板由上下层树脂基面板、中间层芳纶蜂窝芯和胶黏剂组成，B壁板为树脂基玻璃纤维增强层压板。分别在四川康定(61 kPa)和广汉(96 kPa)研究其隔热性能、点燃时间、质量损失和烟气特性。结果表明：A壁板隔热性能在低压下下降约26.0%, B壁板隔热性能几乎不受压强影响，A壁板隔热性能明显优于B壁板；压强通过影响对流热损失和临界质量通量影响点燃时间，A壁板点燃时间在低压下缩短16%, B壁板点燃时间受压强影响较小；压强影响燃烧速率，A、 B壁板质量损失率和质量损失速率在低压下均有降低；在不同气压环境下2种壁板O₂最大消耗量、 CO和CO₂产生量峰值对应时间基本一致，低压环境下O₂消耗量、 CO和CO₂产生量峰值均高于常压环境。该文初...     

低气压富氧环境对典型织物燃烧特性的影响

室内富氧可满足人们在高高原地区的补氧需求，同时也会带来额外的火灾隐患。该文模拟高高原低压富氧环境，研究低气压下(60.5 kPa)不同氧浓度(21.0%、 27.0%、 33.0%和39.0%)对室内典型织物——纯棉和涤纶燃烧过程的影响，分析了织物火焰形态、点燃时间、质量损失速率、热释放速率和总热释放量等燃烧核心参数的变化。实验结果表明：在低压常氧环境下，纯棉和涤纶的点燃时间分别缩短了3.6%和7.8%,有焰燃烧时间分别增加了46.8%和197.0%,涤纶熔滴燃烧时间增加了3.0倍。随着氧浓度增大，2种材料的点燃时间、质量损失速率的达峰时间和热释放速率达峰时间均缩短，火焰高度有所增加，质量损失速率峰值和热释放速率峰值均大幅增加。涤纶燃烧效率提高了68.1%,总热释放量增加了1.2倍，且熔滴燃烧时间增加了3.1倍，纯棉燃烧变化则不明显。若以热释放速率峰值作为火灾危险性的判断依据，则织物在气压为60.5 kPa、氧浓度约为30.0%的条件下燃烧与在常压常氧下燃烧发生火灾的危险性相当。     

五合板的燃烧特性及其动态和静态生烟特性

利用热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、锥形量热仪(Cone)和塑料烟密度仪研究五合板的燃烧特性和生烟特性,并对燃烧特性与生烟特性的相关性进行分析。研究结果表明:五合板的热解过程可分为3个阶段,即干燥和粗挥发阶段、热解阶段和炭化阶段,其中热解过程为先吸热后放热的过程。五合板的动态烟释放(比消光面积、生烟速率和总生烟量)及静态烟释放(比光密度和质量光密度)与其燃烧过程有关且随着辐射功率的增加而增大,其中锥形量热仪实验中五合板的峰值生烟速率、总生烟量与峰值热释放速率之间存在较好的线性关系。五合板的静态生烟特性还受火焰条件的影响,其中相同辐射功率下有焰燃烧的比光密度和质量烟密度低于无焰燃烧条件下的,但质量损失却明显高于无焰条件下的。     

阻燃重组竹燃烧中的烟气毒性特征及抑烟性能

【目的】了解阻燃重组竹在燃烧时产生的烟雾情况和抑烟性能,为减少建筑火灾发生时的人员伤亡和财产损失提供参考。【方法】以竹束、复配阻燃剂等为原料制备了阻燃重组竹,采用锥形量热仪研究了其燃烧中的烟气特征、毒性情况及抑烟性能。【结果】与非阻燃重组竹相比,阻燃重组竹总烟释放量(TSR)的峰值降低了30.5%,比消光面积(SEA)的峰值降低了40.5%,烟释放速率(RSR)的峰值降低了27.8%,一氧化碳(CO)质量分数的峰值降低了74.7%,CO产率的均值降低了68.8%,二氧化碳(CO₂)质量分数的峰值降低了21.4%,CO₂产率的均值降低了35.1%。【结论】阻燃重组竹在燃烧中的产烟量和烟气毒性都明显低于非阻燃重组竹,复配阻燃剂具有显著的抑烟和降毒作用。     

针状纳米晶镁铝水滑石阻燃剂结晶状况的优化

常压下采用一步反应液相法制备镁铝水滑石试样,研究了镁铝摩尔比、碳酸钠质量浓度以及反应时间对镁铝水滑石纳米晶制备的影响,发现:①随着镁铝摩尔比从1∶6增大到3∶1,镁铝水滑石的晶粒大小在增大,镁铝水滑石晶体中间层中CO32-的对称性提高,中间层内H2O和CO32-分布的有序性增大;②碳酸钠浓度的变化对镁铝水滑石试样的纯度几乎没有影响,但合适的碳酸钠浓度有利于促进水滑石晶体中间层中CO32-的对称性,以及中间层中H2O和CO32-分布的有序性;③随着反应时间从6min到4h的延长,镁铝水滑石晶粒逐渐长大,结晶状态变好,且镁铝水滑石试样的第一次热分解质量损失值增大、起始温度点升高,第二次热分解的起始温度点升高、质量损失值减小.     

低压下锂离子电池热失控火焰特性研究

针对锂离子电池航空运输需求不断增大,而低压环境下锂离子电池热失控火焰特性研究甚少的现状,设计了60kPa、80kPa、100kPa三种压力下的锂离子电池热失控实验。在常压和低压环境下,对电加热触发的锂离子电池燃烧火焰特性进行了实验研究。实验结果表明,锂离子电池热失控的燃烧的火焰高度与普通池火不同,锂离子电池燃烧的火焰高度会随着时间而降低。随着压力的降低,锂离子电池热失控的火焰高度和燃烧时长都呈现出降低的趋势。 本文研究可为低压下锂离子电池热失控火行为的研究提供指引和支撑。     

沥青热稳定性与燃烧特性的量化评价

采用恒温加热试验、氧指数试验和锥形量热试验,对比分析了基质沥青和橡胶沥青的质量损失、氧指数、热释放速率(HRR)、总释放热(THR)和质量损失速率(MLR),用以精确量化评价沥青的热稳定性和燃烧特性.试验结果表明：橡胶沥青在相同温度下的质量损失、氧指数值、HRR峰值、THR峰值、MLR峰值及其质量损失速率随温度升高而增加的变化值均高于基质沥青;橡胶沥青热稳定性和燃烧特性劣于基质沥青;对比3种试验方案,锥形量热试验评价参数较多,结果更为可靠,建议采用锥形量热法评价沥青热稳定性与燃烧特性.     

正十二烷喷雾火焰中碳烟的瞬态生成特性

针对压燃式发动机中碳烟演化过程难以被实验准确捕捉的问题,研究了高温高压环境中正十二烷喷雾燃烧焰中碳烟瞬态生成特性及动力学行为,在实验方面,应用消光辐射联合技术以及燃烧成像测速技术,同步获得高温高压环境中单孔喷油器正十二烷喷雾燃烧火焰中的碳烟体积分数、碳烟温度和碳烟速度场的瞬态分布;数值计算方面,基于OpenFOAM环境,发展欧拉喷雾模型和非稳态火焰面进度变量湍流燃烧模型的耦合模型,喷雾燃烧过程的数值计算结果与实验数据有高度的一致性。研究结果表明：相比于参考工况,低喷油压力工况火焰浮起长度更短,碳烟在当量比Φ>2区间驻留时间更长,推动了碳烟的生成,碳烟峰值质量增加了80%;高温环境工况碳烟在当量比Φ>2区间驻留时间没有明显差异,但更短的火焰浮起长度使得燃料在更高的当量比开始燃烧,导致其碳烟峰值质量增加了88%;富氧工况的燃烧温度最高,碳烟粒子运动速度增大,使得碳烟在当量比Φ>2区间驻留时间明显减少,同时火焰内部当量比较小,因而碳烟峰值质量减少了42%。     

超重场强化氨水吸收烟道气中CO2的研究

为了减少燃烧化石能源产生大量温室气体CO2,采用超重场强化氨水常压吸收燃煤锅炉烟道气中低浓度CO2并生成碳酸氢铵晶体,可以变废为宝,有一定的环保意义和经济效益.实验研究证明,超重场强化作用比传统鼓泡吸收方法更有利于CO2的吸收反应,在超重强化作用下CO2入口浓度(体积分数)越低达到相同的CO2脱除率需要时间越长,并且CO2的吸收率随时间延续降低.提高氨水质量分数有利于CO2脱除,但氨的溢出量随氨水质量分数的增加而增大,氨水质量分数在10%左右较为有利.     

不同初始质量小尺度松木燃烧特性实验研究

近年来,世界范围内森林火灾事故频发,造成了极大的人员伤亡和财产损失。目前对于木材堆垛燃烧特征的理论及模型研究较为缺乏。本文以典型松木材料为对象,开展了不同初始质量的小尺度松木燃烧特性实验,研究了松木的质量损失速率、火焰温度等燃烧特征。结果表明：松木的剩余质量和质量损失速率都呈现“缓慢下降—迅速降低—逐渐平缓”的趋势;在松木燃烧初期,相同时间内松木质量和损失速率呈反比;在松木燃烧中后期,松木质量和质量损失速率呈正比关系;松木燃烧初期的热释放速率增长趋势为t2^火的定量数学模型;同一工况下热电偶到火源距离与热电偶的温度峰值和波动程度呈反比,且温度峰值的出现时间和波动程度大致相同。     

改性纳米二氧化硅对聚乙烯性能的影响

研究了改性纳米SiO2对聚乙烯(PE)热降解行为和燃烧行为的影响.实验证明,改性处理提高了纳米SiO2在PE中的分散性,进一步降低燃烧过程的热释放速率和质量损失速率,热释放速率峰值和质量损失速率峰值均有下降,对阻燃发挥了积极意义.     

汽油在O2/CO2氛围下燃烧特性试验

基于定容燃烧可视化光学平台,模拟缸内直喷(GDI)汽油机缸内燃烧环境,研究汽油在O2/CO2氛围和空气氛围下均质燃烧特性以及火焰传播特性,研究结果表明当循环喷油量一定时,相比于空气氛围,汽油在氧气浓度为40%的O2/CO2氛围下燃烧的压力升高率提高了1.8倍,着火落后期和明显燃烧期缩短近50%,放热率的峰值增大了近1倍,且峰值相位提前。过量空气系数对汽油在O2/CO2氛围下燃烧的影响较大,化学当量比时放热率的峰值达到最大,随着过量空气系数增大,最大燃烧压力增大,最大压力升高率下降,放热率的峰值下降,且峰值相位后移,反应速率下降,明显燃烧期增大,且火焰传播速度明显下降。     

低压环境对高压细水雾雾滴粒径影响的实验分析

为揭示环境压力降低对高压细水雾性能的影响,本文通过搭建高压细水雾实验平台测量了常压、低压环境下高压细水雾的喷雾流量及雾滴粒径,研究了环境压力的变化对高压细水雾喷雾流量和雾滴粒径的影响问题。实验结果表明：环境压力降低对高压细水雾性能影响较大。在喷嘴流量系数K=3.4、额定工作压力分别为4、6、8、10和12 Mpa下,且环境大气压力为60 kPa时,高压细水雾的喷雾流量从常压(101 kPa)下的0.500、0.652、0.770、0.880、0.958 m3·h-1增加至0.515、0.685、0.812、0.975、1.073 m3·h-1,增长率分别为3%、5.1%、5.5%、10.8%、12%;相同情况下,高压细水雾的雾滴粒径从常压(101 kPa)下的292.6、280.8、255.9、253.9、252.9 um增加至336.9、291.6、277.2、266.9、254.4 um,增长率分别为15%、3.8%、8.3%、5.1%、0.6%。得出低压环境下高压细水雾的喷雾流量和雾滴粒径都将增大。可见在低压环境下高压细水雾仍然具有良好的灭火性能。     

废旧轮胎全尺寸火灾实验研究

利用ISO9705标准的全尺寸实验装置对废旧轮胎进行全尺寸火灾实验研究．测试的轮胎按照竖直和水平两种方式摆放，实验测量了与轮胎燃烧相关的热释放速率，质量损失速率，有效燃烧热，烟气产生量和CO／CO2产生量等参数．实验结果分析表明轮胎的有效燃烧热很高大约为28MJ／kg，轮胎的摆放方式对其燃烧行为有很大的影响，竖直摆放的轮胎的热释放速率峰值是水平摆放的两倍，且其CO生成率也要比水平摆放的要高．轮胎火灾的烟气产生量非常大，能达到装饰家具燃烧所产生烟气的14倍之多，同时轮胎火灾烟气中包含有CO、CO2和别的有毒气体，一旦释放到空气中必将对环境产生巨大的污染．     

阻燃木材的燃烧特性分析(二)

根据木材阻燃机理,以磷-氮体系阻燃剂为主进行复配,获得3组配方(质量比):三聚氰胺∶磷酸∶硼酸=2∶2∶3;聚磷酸铵∶双氰胺=2∶1;尿素∶双氰胺∶磷酸=1∶3∶4.每组配方分别配制浓度为5%,10%,15%的阻燃液,采用浸渍法在恒温80℃下,浸渍24 h 处理白杨木材试样.利用锥形量热仪在热辐射功率为50 kW/m2的条件下,对阻燃处理后的木材试样以及空白试样进行燃烧特性分析.实验结果表明,三聚氰胺、磷酸、硼酸组成的配方在增强木材试样的耐火性、抑制试样产烟量和一氧化碳生成率方面效果显著;聚磷酸铵 APP、双氰胺组成的配方在控制木材试样燃烧速度和降低总热释放量方面效果显著;尿素、双氰胺、磷酸组成的配方在提高载药量、降低热释放速率、延长点燃时间、抑制二氧化碳生成率方面效果显著;3组配方在降低木材试样的质量损失率和有效燃烧热方面效果相近.综合各项分析结果,确定尿素、双氰胺、磷酸按1∶3∶4的比例(质量比)配制浓度为15%的阻燃液为最佳配方     

西藏高原环境下点式感烟火灾探测器的灵敏度

为研究西藏高原低压低氧环境下烟雾浓度和点式感烟火灾探测器灵敏度的变化,在拉萨和合肥两地标准实验间中,进行国家标准试验火正庚烷火和棉绳阴燃火实验,并对烟雾浓度进行了模拟.研究发现烟雾浓度主要受燃烧质量损失速率的影响,而在拉萨和合肥相同质量损失速率实验产生烟雾浓度近似相等;高原环境对点型散射式光电感烟火灾探测器灵敏度影响较大,对点型离子感烟火灾探测器灵敏度影响不明显.     

废弃烟草生物质燃烧特性的热重分析

用同步热分仪在空气条件下对废弃烟草生物质烟梗、烟末进行燃烧特性实验。对燃烧各个失重台阶和失重峰进行分析,探究实验样品的着火、燃烧和燃烬性能,并进行对比分析。结果表明,烟末的着火温度、燃烧峰值温度和燃烬温度低于烟梗,燃烧峰值速率和平均速率大于烟梗,燃烧综合性能优于烟梗;烟梗燃烧机理较烟末更为复杂,在挥发分析出燃烧阶段较烟末多一个峰,在1009.05 K附近仍发生微量的燃烧放热现象。     

膨胀型阻燃PC/ABS合金材料燃烧性能研究

利用锥形量热仪进行实验,对比分析不同配方比下膨胀型阻燃PC /ABS合金材料的点燃时间(TTI)、热释放速率(HRR)、质量损失速率(MLR)、火灾危险性指数 (PkHRR/TTI)等燃烧参数,进而全面了解不同配方比下材料的燃烧性能以及阻燃效果.在实验基础上对含不同比例的聚磷酸铵(APP)与三聚氰胺(MA)的膨胀型阻燃剂不同阻燃机理进行讨论.